Berechne welche Last auf einer Geschossdecke liegt, wenn eine Stahlbetonstütze mit den Maßen 1 m x 1 m x 3 m darauf stürzt.
Vstütze = L x B x H = 1 m x 1 m x 3 m = 3 m^3
1 m^3 Stahlbeton = 2500 Kg/m^3
Mstütze = Vstütze x 2500 Kg/m^3 = 3 m^3 x 2500 Kg/m^3 = 7500 Kg
Mstütze = 7,5 t
Welche Lagerarten wurden im Unterricht betrachtet?
Was besagen Freiheitsgrad und Wertigkeit eines Lagers?
Freiheitsgrad (f):
Gibt die Anzahl der verbleibenden Bewegungsrichtungen an, die durch das Lager nicht gesperrt werden.
Lagerwertigkeit (a):
Gibt die Anzahl der Bewegungsrichtungen an, die durch das Lager gespert werden.
Beispiele:
Loslager: f=2, a=1
Festlager: f=1, a=2
Einspannung: f=0, a=3
Was kennzeichnet ein statisch bestimmtes System und welche Nachteile hat es?
Das System besitzt genau so viele Auflagerreaktionen (Auflagerkräfte) wie durch äußere Einwirkungen auf das Bauteil vorhanden sind.
Sind gekennzeichnet durch eine zwängungsfreie Ausdehnung innerhalb des Bauteils bei Temperaturbeaufschlagung.
Das Bauteil kann sich also ausdehnen und zusammenziehen ohne das darin Spannungen entstehen.
Beispiel: Einfeldträger (z.B. Brücke mit zwei Widerlagern und einer Dehnfuge auf einer Seite).
Nachteil:
Bei Verlust eines Auflagers kommt es zum Teileinsturz bzw. Einsturz des Bauwerks. Es fehlt die Fähigkeit, Spannung auf Bereiche im Bauwerk umzuleiten, die noch Spannungsreserven haben.
Was kennzeichnet ein statisch unbestimmtes System und welche Vorteile hat es?
Das System hat mehr Auflagerreaktionen zur Verfügung als notwendig wären, um eine Standfestigkeit des Bauwerks zu erreichen.
Keine zwängungsfreie Ausdehnung innerhalb des Bauteils bei Temperatur-beaufschlagung.
Bedeutet, das Bauteil kann sich nicht ausdehnen und zusammenziehen da die Bewegung fixiert ist. Im Bauteil entstehen Spannungen.
Das Bauteil erfährt also eine zusätzliche Belastung zur durch die Statik bemessenen Einwirkungen.
Beispiel: Mehrfeldträger (Träger mit mehr als zwei Auflagern).
Vorteil:
System hat die Fähigkeit Belastungen auf noch tragfähige Bauteilbereiche umzulagern, um das Versagen der Konstruktion zu verhindern.
Bsp: Mehrfeldträger und Rahmenkonstruktionen im Hallenbau.
Welche Spannungsarten gibt es?
Woraus besteht Beton, nach wie vielen Tagen hat er seine Normfestigkeit und warum wird Stahl in Verbindung mit Beton verbaut?
Besteht aus:
Zement
Wasser
Zuschlag wie z.B Sand oder Kies
Normfestigeit:
Nach 28 Tagen.
Wird zusammen verbaut weil:
Alkalischer Beton schützt Bewehrungsstahl vor Korrosion.
Besitzen analoge thermische Ausdehnungskoeffizienten. D.h. dehnen sich bei Temperaturbeaufschlagung beide gleichmäßig aus.
Beton kann Druckkräfte aber so gut wie keine Zugkräfte aufnehmen. Stahl kann gut Zugkräfte aufnehmen. Deshalb Bewehrungsstahl im Beton, damit durch das Bauteil Druck und Zugkräfte aufgenommen werden können.
Beschreibe den Aufbau einer Holzbalkendecke.
Füllmaterial kann bestehen aus:
Hochofenschlacke
Sand
Formelemente aus Gips oder gebranntem Ton.
Zusätzlich Dammung durch z.B Mineralwolle bei modernisierten Decken
Füllmaterial liegt auf Fehlboden, bestehend aus Holzbrettern, auf.
Welche Probleme bestehen bei Holzbalkendecken für die Feuerwehr?
Unerkannte Brandausbreitung durch Brände in der Zwischendecke.
Tragfähigkeitsverlust durch Befall von Insekten und Pilzschwämmen.
Wie ist das Vorgehen bei der Brandbekämpfung für Holzbalkendecken?
Erkundung
Ausrichtung der Balkenlage
Zug-, Druckzone der Geschossdecke
Deckenaufbau (u.a. Estrich)
Bearbeitung
Deckenbalken in Druckzone einsägen
MKS + Tiefenbegrenzer der Sägeschiene
Sägearbeiten innerhalb von Abschnitten durchführen
Wie ist Spannung (Druck- oder Zugspannung) definiert?
sigmaD/Z = F/A
Einheit: 1 N/mm^2 = 1 MPA
Was gilt für die Praxis bei einem Feuer mit Holzbau?
Schnitthölzer brennen schneller als verleimte Hölzer.
Schwächung des tragenden Querschnitts durch Abbrand ist deutlich zu erkennen.
Versagen von Bauteilen an kündigt sich durch lautes knacken an.
Vorzeitiges Versagen der Konstruktion durch Verbindungsmittels aus Stahl (Knotenpunkte) möglich.
Beschreibe den Aufbau eines Schornsteins.
Was ist der Vorteil von Spannbeton und wie sind Spannbetonträger aufgebaut?
Der Spannbeton hat eine planmäßige Vorspannung.
Die Spannglieder (Stahleinlage) werden gedehnt und stützen sich durch Anker an der Außenseite auf dem Beton ab. Der Beton erhält dadurch eine Druckbelastung.
Wird das Bauteil von außen belastet, wird die Last durch die Vorspannung kompensiert. Die Vorspannung erzeugt eine Gegenkraft zur Gewichtskraft der äußeren Last. Zusätzlich sind dadurch nur kleine Zugspannungen im Bauteil vorhanden sind.
Das Bauteil ist dadurch steifer und weist auch bei großen Stützweiten und hohen Lasten reduzierte Verformungen (Durchbiegungen) auf.
Eine Steigerung der Traglast kann durch die Verwendung von vorgespanntem Spannstahl ebenfalls erreicht werden, da dieser höhere Festigkeiten besitzt.
Welche Probleme ergeben sich bei Spannbeton für die Feuerwehr?
Schnellere Durchwärmung des Querschnitts, da schlechtes Verhältnis von Querschnitt zu Oberfläche.
Hoher Bewehrungsgrad = hohe Wärmeleitung.
Kritische Temperatur liegt bei 350°C.
Schädigung des Spannstahls nicht erkennbar, spontanes Versagen möglich.
Nenne die Hilfsparameter für Spannbeton.
Abbrand von Lichtbändern, Dachkuppeln, Installationsschächten, Entwässerungsrohren unter der Decke.
Dehnungsdifferenzen von Dehnfugen zwischen den Spannbetonbalken
Durchbiegung der Dachtragwerke aus Stahl
Verformung Stahl bei 700 °C
Abplatzungen am Spannbetonbauteil (Zugzone)
T(Beton) >350°C chemische Umwandlung im
Zementstein (Zementstein wird Wasser entzogen).
T(Stahl) >500°C E-Modul fällt ab, Rissbildung in der Zugzone aufgrund
Längenausdehnung des Stahls.
T(Beton) >573°C Umwandlung (Ausdehnung) der Zuschlagstoffe Abplatzungen an Oberfläche mit Bewehrungsfreilegung.
T(Stahl) >573°C Stahl liegt aufgrund von Abplatzung der Betondeckung frei und beginnt sich dauerhaft zu verformen.
Nenne die Praxistipps für Stahlbeton und Spannbeton.
Abplatzungen, Risse überwiegend in der Zugzone des Bauteils.
Freigelegter Betonstahl verhält sich wie Baustahl.
Decken >> Durchbiegung vor Versagen.
Stützen >> Versagen ohne deutliche Vorankündigung.
Was gilt es bei Mauerwerk zu beachten?
Grundsätzlich prüfen, ob es sich um ein ein- oder zweischaliges Mauerwerk handelt und ob die tragende Wand beschädigt ist.
Risse, Ausbeulungen, Abplatzungen in der Wand weisen auf Dehnung und Schwächung der Konstruktion hin.
Test des Verbunds der Mauerwerkswand durch Auskratzen der Steinfugen (Kugelschreibertest).
Mauermörtel nicht so druckfest wie der Stein, somit verliert die Wand über den Mörtel die Stabilität.
Mörtel verhält sich bei Temperaturerhöhung ähnlich wie Beton und verliert an Festigkeit („Aussanden der Fugen“).
Beaufschlagung mit Löschwasser kann zu Spannungen und
Rißbildung führen.
Risse in Richtung der Kraftwirkungslinie sind schlecht. Unter Umständen ist die Mauer nicht mehr vollständig verbunden.
Risse im 45° Winkel sind nicht so schlimm, da die Kraft noch über das Mauerwerk abgeleitet werden kann.
Bauteile, die mit Stahlkonstruktionen in Verbindung stehen, können durch Längenausdehnung des Stahls verschoben werden.
Welcher Schaden kann bei zweischaligem Mauerwerk entstehen?
Nenne die Dachbezeichnungen.
Beschreibe das Pfettendach und welche zwei Arten gibt es?
Beschreibe den Aufbau von Wärmedämmverbundsystemen.
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